建筑节能原理与技术
建筑节能原理
建筑节能原理
建筑节能原理是指在设计、建造和使用过程中，通过采用一系列科学技术手段和策略，减少能源消耗，提高能源利用效率，从而达到减少建筑能耗、降低对环境的影响的目的。
以下是一些常见的建筑节能原理。
1. 热传导阻抗：采用高绝热性能的材料，减少建筑物与外界的热传导，从而降低能源的损耗。
2. 气密性：保持建筑物的气密性，防止室内外空气交换带来的能量流失。
3. 热桥效应：避免热桥的产生，防止建筑物内部热量通过不良的热传导方式流失。
4. 外墙保温：采用保温材料对建筑物外墙进行绝热处理，减少能量的损耗。
5. 室内空调系统优化：合理选择和设计室内空调系统，考虑建筑的朝向、内部布局、材料等因素，提高能源利用效率，减少能量浪费。
6. 自然通风和采光：利用建筑的朝向、自然通风和采光设计原则，尽可能减少对电力的依赖，降低能源消耗。
7. 高效照明设备：采用节能照明设备，如LED灯具等，减少照明能耗。
8. 太阳能利用：安装太阳能光伏发电系统，利用太阳能进行电力供给，减少对传统能源的依赖。
9. 集中供热供冷系统：通过建筑物内部的供热供冷系统，实现能源的集中供给和利用，提高能源利用效率。
10. 微能网技术：通过微能网技术，将建筑物内部的能源供给系统进行集成和优化，实现能源的高效利用和分配。
以上是一些常见的建筑节能原理，通过合理应用这些原理，可以减少建筑物的能耗，提高能源利用效率，实现节能环保的目标。
建筑节能设计技术资料
建筑节能设计技术资料建筑节能是当前推动可持续发展的重要环节，它通过运用科技手段、设计策略等方法，减少建筑能耗，提高能源利用效率。
本文将介绍几种常用的建筑节能设计技术及其原理，以供参考。
一、外墙节能技术1. 外墙保温材料的选择外墙保温材料是外墙节能的关键，常见的保温材料有聚苯板、岩棉、玻璃棉等。
选择合适的材料要考虑建筑的使用环境、保温效果以及成本等因素。
2. 冷热桥的避免冷热桥是指建筑中导热性能较差的部位，例如墙体与地面的接触处等。
通过合理的设计，采取断热材料等措施，可以有效减少冷热桥的产生，降低能量损失。
二、室内照明节能技术1. 合理布光设计合理布光是室内节能的关键，通过分析不同区域的照明需求，采用适合的灯具和光源，达到节能的目的。
同时，可以运用光感传感器、照度传感器等装置，实现自动调光、感应开关等功能。
2. 自然采光的利用合理利用自然采光可以减少对人工照明的需求。
通过设计采光天窗、采光井等，最大限度地利用自然光线，减少能源消耗。
三、空调节能技术1. 高效节能空调系统的选用选择高效节能的空调设备是降低能耗的关键。
常见的节能空调设备有变频空调、磁悬浮空调等，它们可以在满足舒适度的前提下，降低电能的消耗。
2. 空调系统的优化设计通过对空调系统的优化设计，如合理选择送风方式、调整送风速度、设置温度控制等，可以减少能耗，提高空调系统的工作效率。
四、太阳能利用技术1. 太阳能光伏发电系统光伏发电系统是一种将太阳能转化为电能的技术。
建筑可以安装光伏发电装置，将太阳能转化为电能，供给建筑内部的照明、空调等设施使用。
2. 太阳能热水系统太阳能热水系统是一种利用太阳能加热热水的技术。
通过安装太阳能集热器，将太阳能转化为热能，供给建筑内的热水使用，减少传统热水设备的能耗。
总结：建筑节能设计技术的应用，对于降低能源消耗、保护环境、提高建筑舒适度具有重要意义。
外墙节能、室内照明节能、空调节能以及太阳能利用等技术，是实现建筑节能的有效手段。
建筑节能技术-绪论
04
建筑节能技术的实施方 法
建筑设计阶段的节能方法
节能建筑设计
01
在建筑设计阶段，应充分考虑建筑物的朝向、布局、体形系数、
窗墙比等因素，以降低建筑能耗。
可再生能源利用
02
在建筑设计中，应积极利用太阳能、风能等可再生能源，减少
对传统能源的依赖。
建筑保温隔热设计
03
通过采用高效保温材料、设置隔热层等方式，提高建筑物的保
建筑运营阶段的节能方法
智能化管理
通过采用智能化管理系统，对建筑内的设备进行集中控制和监测， 实现能源的合理分配和有效利用。
节能设备的选用
在建筑运营阶段，应选用节能型设备，如高效空调系统、节能照 明系统等。
能耗监测与反馈
通过安装能耗监测系统，实时监测建筑物的能耗情况，及时发现 和解决能源浪费问题。
05
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发展阶段
20世纪80年代至90年代，各国政 府纷纷出台相关政策和标准，大 力推广建筑节能技术。
成熟阶段
21世纪以来，随着科技的不断进 步和环保意识的提高，建筑节能 技术不断创新和完善，逐渐成为 建筑行业的主流趋势。
建筑节能技术的分类与特点
分类
根据使用技术和应用领域不同，建筑节能技术可分为多种类型，如节能建筑设 计、节能材料、节能设备、节能系统等。
重要性
随着全球能源危机和环境问题的日益严重，节能减排已成为各国共同面临的重要任务。建筑行业作为能源消耗和 碳排放的重要领域，推广和应用建筑节能技术对于降低能耗、减少碳排放、促进可持续发展具有重要意义。
建筑节能技术的发展历程
初始阶段
20世纪70年代，石油危机爆发， 发达国家开始重视节能问题，建 筑节能技术逐渐兴起。
建筑环境中节能减排的技术研究
建筑环境中节能减排的技术研究在当今社会，随着全球气候变化和资源短缺问题的日益严重，建筑环境中的节能减排已成为当务之急。
建筑行业作为能源消耗和温室气体排放的重要领域，其节能减排技术的研究和应用对于实现可持续发展目标具有至关重要的意义。
建筑能耗主要包括采暖、通风、空调、照明、电器设备等方面的能源消耗。
在过去的几十年里，由于建筑设计不合理、设备能效低、运行管理不善等原因，建筑能耗一直居高不下。
为了降低建筑能耗，实现节能减排的目标，需要从建筑设计、施工、运行管理等多个环节入手，综合应用各种节能减排技术。
一、建筑节能设计技术（一）建筑朝向和体型设计合理的建筑朝向和体型设计可以最大限度地利用自然采光和通风，减少人工照明和空调的使用。
例如，在北半球，建筑朝向应尽量朝南，以充分接收冬季的阳光，同时避免夏季阳光直射。
建筑体型应尽量简洁规整，减少凹凸面和复杂的形状，以降低风阻和热损失。
（二）围护结构节能设计围护结构是建筑与外界环境进行热量交换的主要界面，其保温隔热性能直接影响建筑的能耗。
外墙保温、屋顶保温、门窗节能等技术是围护结构节能设计的重要手段。
外墙保温可以采用外保温、内保温或夹心保温等形式，选择高效的保温材料，如聚苯板、岩棉板等。
屋顶保温可以采用正置式或倒置式保温屋面，增加保温层的厚度。
门窗节能应选择气密性好、传热系数低的门窗材料，如断桥铝合金门窗、中空玻璃等，并合理控制门窗的面积和比例。
（三）自然采光和通风设计自然采光和通风可以有效降低建筑的照明和空调能耗。
在建筑设计中，应充分利用窗户、天窗、中庭等元素，引入自然光线。
同时，通过合理的建筑布局和开口设计，利用风压和热压原理实现自然通风，提高室内空气质量和舒适度。
二、建筑节能施工技术（一）节能材料的应用在建筑施工中，应广泛应用节能材料，如加气混凝土砌块、粉煤灰砖、保温砂浆等。
这些材料具有良好的保温隔热性能，可以有效降低建筑墙体的传热系数。
此外，新型的节能防水材料、节能装饰材料等也应得到推广应用。
建筑节能原理与技术智慧树知到答案章节测试2023年武汉科技大学
第一章测试1.1986年起新建采暖居住建筑，要求在1980~1981年当地通用设计能耗水平基础上降低（）。
A:20%B:50%C:10%D:30%答案:D2.《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》JGJ26-86要求北京居住建筑采暖煤耗量降至（）。
A:18.2kg/m2B:15.8kg/m2C:17.6kg/m2D:16.7kg/m2答案:C3.《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》JGJ26-96要求北京居住建筑采暖煤耗量降至（）。
A:12.6kg/m2B:11.8kg/m2C:16.7kg/m2D:13.2kg/m2答案:A4.《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》JGJ26-2010要求北京居住建筑采暖煤耗量降至（）。
A:16.7kg/m2B:12.6kg/m2C:8.75kg/m2D:7.28kg/m2答案:C5.《公共建筑节能设计标准》GB50189-2015中围护结构改善使得暖通空调能耗下降（）。
A:3%B:5%C:15%D:30%答案:B6.社会总能耗由以下哪几项组成（）。
A:建筑能耗B:生产能耗C:交通能耗D:使用能耗答案:ABC7.建筑节能措施的关键包括（）。
A:环境可承受B:社会可接受C:技术可行D:经济合理答案:ABCD8.广义建筑能耗是指建筑使用过程中的能源消耗。
A:对B:错答案:B9.单位能耗释放的CO2与能源种类有关。
A:错B:对答案:B10.我国建筑节能发展历程可分为3个阶段。
A:错B:对答案:B第二章测试1.2018年全球建筑运行能耗占总能耗的（）。
A:15%B:10%C:30%D:20%答案:C2.2018年我国建筑运行能耗占全国总能耗的（）。
A:12%B:25%C:23%D:18%答案:C3.2018年我国建筑运行产生的CO2排放量占全国总碳排量的（）。
A:50%B:20%C:10%D:30%答案:B4.2018年全球建筑运行产生的CO2排放量占总碳排量的（）。
建筑节能设计的风能利用原理
建筑节能设计的风能利用原理建筑节能设计是为了降低建筑物的能耗，减少对环境的影响，提高建筑的可持续性。
在建筑节能设计中，风能的利用成为一项重要的技术手段。
本文将介绍建筑节能设计中风能利用的原理和方法。
一、风能的来源与特点风能来自于风的运动，具有可再生、广泛分布、低碳排放的特点。
在建筑中，风能可以通过合理的设计和布局进行利用，实现节能目的。
二、自然通风自然通风是建筑节能设计中常用的一种方法。
利用建筑物周围的风来进行通风，实现建筑内部空气的流通和新鲜空气的进入。
自然通风可以通过以下几种方式来实现：1. 建筑立面设计：合理设置门窗、通风口等通风装置，使得自然风能够顺利地进入建筑内部。
2. 建筑布局规划：考虑建筑相对位置和周围环境的风向、风速等因素，合理布局建筑，以利用自然风进行通风。
3. 气流引导设计：通过设置气流引导装置，如风口、风帆等，引导自然风进入建筑并形成流通。
自然通风可以有效地改善建筑内部的空气质量，减少机械通风的需求，从而降低能耗。
三、风能发电除了自然通风，建筑节能设计还可以利用风能进行发电，实现能源的自给自足。
风能发电采用的主要技术是风力发电机组。
风力发电机组根据风的动力驱动叶片旋转，进而通过发电机转化为电能。
在建筑节能设计中，风力发电机组可以安装在建筑物的屋顶、墙面或者附属设施上。
通过合理的布局和选型，建筑可以利用风能发电，减少对传统能源的依赖，并降低能耗。
四、风能利用的设计考虑因素在进行建筑节能设计中，考虑以下几个因素对于风能利用至关重要：1. 建筑的位置和环境：建筑所处的地理位置、气候条件以及周围环境的影响会直接影响到风能的利用效果。
2. 建筑的外部设计：合理设计建筑的立面、通风口等，以利于风能的进入和利用。
3. 气流引导装置：通过设置风口、风帆等气流引导装置，引导自然风进入建筑并形成流通。
4. 发电系统的选型和布置：在利用风能进行发电时，选择合适的风力发电机组，并进行合理的布置，以最大程度地提高风能转化效率。
建筑物节能技术综述与展望
建筑物节能技术综述与展望第一章：引言随着全球经济的快速发展和人口的不断增加，建筑物能耗问题日益凸显。
建筑物在能源消耗中占据重要地位，对环境产生的不可忽视的影响。
为了减少建筑物的能源消耗，提高能源利用效率，建筑业积极探索和应用节能技术。
本文将对建筑物节能技术进行综述，并展望未来的发展方向。
第二章：建筑物节能技术分类和原理2.1 建筑物外保温技术建筑物外保温技术是降低建筑物能耗的有效手段之一。
其主要原理是增加建筑物外表面的保温层来减少热量的传递。
常见的外保温技术包括外墙保温、屋顶保温和地板保温等。
2.2 太阳能利用技术太阳能利用是一种可持续且环境友好的能源。
目前，太阳能热水器、太阳能光伏发电等技术已经广泛应用于建筑物中。
太阳能光伏发电可以将太阳能直接转化为电能，从而减少对传统电力的需求。
2.3 智能化控制系统智能化控制系统通过安装传感器和自动化设备来实现对建筑物内部环境的精确控制。
通过智能化控制系统，可以实现对照明、采暖、通风等设备的智能调节，从而降低能耗。
第三章：建筑物节能技术的应用案例3.1 超低能耗建筑超低能耗建筑是一种在设计和建造阶段就考虑到节能的建筑，其能耗远低于传统建筑。
例如，德国建筑物热效能协会研发的被动式房屋通过精确的建筑设计和高性能材料的应用，使其能耗减少至传统建筑的1/10。
3.2 绿色建筑绿色建筑是一种通过采用环保材料、节能设备和技术，以及合理的能源利用，减少对环境的影响的建筑。
绿色建筑注重生态平衡和可持续发展，能源消耗低于传统建筑。
例如，新加坡的“花园By The Bay”采用了雨水收集系统和太阳能光伏等技术，实现了零碳排放。
第四章：建筑物节能技术发展趋势4.1 房屋能源管理系统随着智能技术的发展，房屋能源管理系统将成为未来建筑物节能的重要手段。
该系统通过监测和控制建筑内相关设备和系统的运行状态，实现能耗的最优化和节约。
4.2 新材料的应用新材料的应用也是建筑物节能技术发展的重点领域。
建筑节能施工中的节能建筑外墙
建筑节能施工中的节能建筑外墙随着全球对环境保护和可持续发展的关注度不断提升，节能建筑已经成为建筑业的发展趋势。
在建筑节能中，外墙是一个至关重要的组成部分。
本文将重点探讨建筑节能施工中的节能建筑外墙，并介绍一些常见的节能外墙技术。
一、外墙的节能原理外墙作为建筑的保护层，直接接触室外环境，其节能效果直接关系到建筑的整体能耗。
对于节能建筑来说，外墙的节能原理主要有以下几点：1. 保温隔热：采用高效保温材料和绝缘层，减少室内热量的传输和损失，提高建筑的保温性能。
常见的保温材料包括聚苯板、岩棉板和聚氨酯等，它们具有良好的隔热效果。
2. 气密性：建筑外墙具有一定的气密性可以有效防止室内外冷热空气的交换，减少能量损失。
通过采用合适的材料和施工工艺，确保外墙的气密性。
3. 透光性：外墙材料的选择和设计需要考虑到充分利用自然光，减少对室内人工照明的需求。
透光性好的建筑外墙可以达到室内光照均匀分布的效果，提高建筑的能源利用效率。
以上原理是建筑节能施工中外墙设计的基本要求，下面将介绍几种常见的节能外墙技术。
二、节能外墙技术1. 复合外墙系统：复合外墙系统是一种将保温层和外墙装饰层紧密结合的技术。
通过在外墙表面安装保温材料，然后再进行装饰，可以实现保温和美观的双重效果。
该技术可以有效地防止热量的传输和损失。
2. 外墙隔热涂料：外墙隔热涂料是一种将保温材料与涂料结合的技术。
它通过在外墙表面喷涂一层隔热涂料，可以形成保温层，减少能量损失。
同时，这种技术还具有防水和防腐蚀的功能。
3. 智能玻璃幕墙：智能玻璃幕墙是一种根据室内温度和光照条件自动调节透光性的外墙技术。
通过使用智能玻璃和自动控制系统，可以实现根据外部环境自动调节玻璃的透光程度，达到节能效果。
4. 太阳能外墙板：太阳能外墙板是一种集成太阳能发电和外墙装饰的技术。
通过在外墙上安装太阳能板，可以将太阳能转化为电能，供应建筑内部的用电设备。
这种技术可以减少对传统能源的需求，实现能源的可持续利用。
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重庆某办公楼能耗模拟分析报告
学院：机械工程学院
年级：2015级
课程名称：建筑节能原理与技术
任课老师：
姓名：
学号：
目录
目录
1 软件介绍及能耗模拟的意义 (1)
2 建筑概况 (1)
3 建筑模型的建立 (3)
3.1 模型效果图 (3)
3.2计算参数的确定 (5)
4. 模拟结果及能耗分析 (6)
5 结论 (9)
重庆某办公楼能耗模拟分析报告
1 软件介绍及能耗模拟的意义
从20世纪70年代开始，信息技术的迅速发展，为建筑能耗分析提供了强有力的工具。
建筑环境是由室外气候条件、室内各种热源的发热状况以及室内外通风状况所决定的。
建筑环境控制系统的运行状况也必须随着建筑环境状况的变化不断的进行相应的调节，以满足舒适性及其他要求的建筑环境。
由于建筑环境变化是由众多因素所决定的一个复杂过程，因此只有通过计算机模拟计算的方法才能有效的预测建筑环境在没有环境控制系统时和存在环境控制系统所需要的能耗。
例如室内温湿度随时间的变化、采暖空调系统的逐时能耗，以及建筑物全年环境控制所需的能耗。
建筑能耗模拟方法是研究建筑能耗特性和评价建筑设计的有力工具。
它可以解决很多复杂的设计问题，并将能耗进行量化。
人们可以在长周期的时间尺度上对整栋建筑进行负荷模拟，以改变某些设计来优化建筑的能源特性。
建筑模拟主要在以下两个方面得到广泛的应用：建筑能耗分析与优化和空调系统性能分析和优化。
EnergyPlus是基于不稳定传热原理，使用反应系数法来计算建筑的动态负荷。
模拟计算的核心是所计算区域的空气热平衡方程式。
EnergyPlus具备其他软件没有的很多优点和功能，可对建筑冷热电系统进行全面的能耗分析和经济分析。
它采用CFT来计算墙体传热，采用热平衡法计算负荷，采用模块化的系统模拟方法，时间步长可变，在系统模拟中软件会自动设定更短的步长以便于更快收敛。
2 建筑概况
本文以EnergyPlus为模拟工具，以重庆市某办公建筑为基础，建立建筑模型，模拟分析了该办公建筑全年能耗情况，找出该办公建筑的节能潜力。
重庆位于北半球副热带内陆地区，其气候特征表现为：春早气温不稳定，夏长酷热多伏旱，秋凉绵绵阴雨天，冬暖少雪云雾多。
重庆年平均气温为18℃。
1月份气温最低，月平均气温为7℃，最低极限气温为零下3.8℃。
7月至8月份气
温最高，多在27℃—38℃之间，最高极限气温可达43.8℃。
重庆雨季集中在夏秋，年降雨量为1000—1100毫升。
重庆还是中国日照最少城市之一，年均日照时1259.5小时。
7月至8月份略高，月均日照时230小时。
其他月份在150小时以下。
重庆三面环山，沟壑纵横，因此风速较小。
但在夏季雷阵雨天气时，又一反常态，常常伴有大风，风速每秒可达10—27米。
本模拟中重庆市的气候参数选取方式采用energy plus软件自带的气象文件如下图2.1所示：
图2.1重庆市每月平均气温图
本文以重庆某一办公楼为例。
该建筑位于重庆市，其纬度为29.5℃，经度为 106.5℃，建筑共三层，分两个大的功能区，分别为办公区、就餐区，总建筑面积为3390m2。
办公区共分为5个区域，分别为会议室、标准办公室、休息室、接待室和走廊，每层层高3.5m。
就餐区分两个区域，分别为中庭和餐厅，中庭为7m高的高大空间，餐厅为两层，每层层高3.5m。
各房间面积及冬、夏季设计温湿度见表2.1。
表2.1各房间面积及冬、夏季设计温湿度
3 建筑模型的建立
3.1 模型效果图
本文针对该建筑应用DesignBulider软件建立多区域简化模型，并根据DesignBulid自带参数模拟其一年的负荷、能耗情况，时间步长为1h/次。
将每个房办公室作为一个独立的区域，建立的建筑模型如下图所示。
图3.1 建筑总效果图
图3.2 建筑总三维模型图
图3.3 一、二层分区图
3.2计算参数的确定
建筑维护结构的参数根据《公共建筑节能设计标准》的说明进行选取，气象参数根据EnergyPlus官网发布的成都地区气象文件计算。
根据房间功能的不同，各房间室内设计参数见表二。
空调系统办公区采用风机盘管加新风系统，就餐区采用变风量末端辅助再热系统，冬夏季室内设计参数见3.1。
表3.1 室内设计计算参数
4. 模拟结果及能耗分析
通过软件逐时模拟全年的工况，分别对该建筑健身房和餐厅进行室内温湿度比较分析，并且对整栋建筑的全年各参数及能耗进行分析。
图4.1 餐厅一天舒适性温湿度图
图4.2 会议室一天舒适性温湿度图
可以看出，根据各不同功能房间，对一天的舒适性温湿度及调控个时间进行了分别处理。
办公室人员一天中使用的时间较会议室固定且时间较长，故办公室温湿度调节主要从早上7:00到晚上21:00，且舒适性温度设为23.89℃，会议室使用时间不固定、使用周期短，故其调节主要从上午10:00到下午16:00舒适性温度为24度。
本建筑根据各房间功能的不同设定其各自的温湿度，保证在保证人体舒适度要求的前提下，更好地节约了能源。
图4.3 建筑物各部分各月平均能耗图
由图4.3可以看出：每月建筑物照明能耗最高，供暖能耗最低。
这完全符合重庆地区办公楼的实际情况。
图4.4 各月CO2释放量图
由图4.4可以看出该建筑各月CO2 释放量差别较大，在冬季供热期其释放量明显低于夏季制冷期，这是由于夏季空调的制冷量远大于冬季制热，显然CO2的释放量与空调系统工作状态密切相关，为减小温室气体CO2的释放量，应尽量使用国家推荐的绿色节能空调系统。
图4.5 全年能耗图
可以看出：该建筑全年单位面积能耗在23.32～46.18KWh/m2,冬季采暖消耗的电能为夏季制冷消耗电能的一半。
建筑节能原理与技术
5 结论
（1）将本建筑分为办公区和就餐区，并对各个区进行了详细的功能分区，根据各分区的建筑空间不同分别采用了风机盘管加新风系统和变风量末端再热系统，根据各房间的功能不同对各房间温湿度及舒适度调节时间进行了详细的设定，在建模过程中尽量使用较节能的建筑维护结构材料，这些措施的采用大大降低了建筑能耗，并为本建筑提供了舒适的工作环境。
（2）本建筑的CO2释放量较大，没能更好的地控制温室气体的释放，这是今后的改进工作需要注意的地方。
（3）为建筑建设能耗监测系统，目的是实时掌握办公建筑的耗能情况，系统主要通过监控大楼的用电负荷来判断是否耗能，及时发现问题并进行改造，实现节能目标。
9。